煤礦礦井供電系統(tǒng)設計畢業(yè)設計

1、<p>　　2012 屆本科畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　題 目 **煤礦礦井供電系統(tǒng)設計 </p><p>　　所 在 系 機電動力與信息工程系 </p><p>　　專業(yè)班級 08級工業(yè)工程 （1）班 </p><p>　　姓 名

2、 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　通過煤礦礦井供電系統(tǒng)工作面選定的配套機械設備，正確選擇配套的電氣設備，以保證綜采設備能夠正常地投入運行。</p><p>　　煤礦礦井供電系統(tǒng)工作面供電是否安全、可靠、技術和經(jīng)濟合理，將

3、直接關系到人身、礦井和設備的安全及采區(qū)生產(chǎn)的正常進行。由于煤礦井下工作環(huán)境十分惡劣，因此在供電上除采取可靠的防止人身觸電危險的措施外，還必須正確地選擇電氣設備的類型及參數(shù)，并采用合理的供電、控制和保護系統(tǒng)，加強對電氣設備的維護和檢修，以確保電氣設備的安全運行和防止瓦斯、煤塵爆炸。</p><p>　　煤礦礦井供電系統(tǒng)工作面供電系統(tǒng)設計中，遵循煤礦企業(yè)對供電的基本要求及《煤礦井下供電設計技術規(guī)定》。根據(jù)工作面用電設

4、備的技術參數(shù)，對移動變電站進行選擇計算、高壓低壓電纜進行選擇計算、高壓低壓開關進行選擇、短路計算及繼電保護裝置進行整定。 </p><p>　　關鍵詞：綜合機械化采煤；負荷統(tǒng)計計算；設備選型；移動變電站 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Supporting machinery and equipme

5、nt selected by the coal mine power supply systems face the correct choice of supporting the electrical equipment, to ensure that the mining equipment can be properly put into operation.</p><p>　　Coal mine po

6、wer supply systems face power supply is safe, reliable, and reasonable technical and economic, will be directly related to the normal production of personal, mine safety and mining equipment. Coal mine work environment i

7、s very poor, so In addition to taking on the electricity supply reliable in preventing the type of personal electric shock hazard measures must also be the correct choice of electrical equipment and parameters, and power

8、 supply, control and protection system, strength</p><p>　　Coal mine power supply systems face power supply system design, follow the basic requirements of the coal powered and coal mine power supply design a

9、nd technical requirements. Technical parameters of the electrical equipment according to the face, choose to calculate the mobile substation, high voltage and low voltage cable selection and calculation, the high pressur

10、e and low pressure switch to select short circuit calculations and protective equipment for tuning.</p><p>　　Keywords: Mechanized coal mining; load statistical calculations; equipment selection; mobile subst

11、ation</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p><b>　　計原始資料2</b></p><p>　　1 采區(qū)變電所的變壓器選擇3</p><p>　　1.1 采區(qū)負荷計算3<

12、;/p><p>　　1.2 變壓器容量計算3</p><p>　　1.3 變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定4</p><p>　　2 采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定5</p><p>　　2.1 采區(qū)變電所位置5</p><p>　　2.2 工作面配電點的位置5</p><p>　　3

13、采區(qū)供電電纜的確定6</p><p>　　3.1 擬定原則6</p><p>　　3.2 按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖6</p><p>　　4采區(qū)低壓電纜的選擇8</p><p>　　4.1 電纜長度的確定8</p><p>　　4.2 電纜型號的確定8</p><p>

14、;　　4.3 電纜選擇原則8</p><p>　　4.4低壓電纜截面的選擇8</p><p>　　4.5采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗13</p><p>　　5 采區(qū)高壓電纜的選擇17</p><p>　　5.1 選擇原則17</p><p>　　5.2 選擇步驟17</p><p>　　6

15、采區(qū)低壓控制電器的選擇20</p><p>　　6.1 電器選擇按照下列一般原則進行20</p><p>　　6.2 據(jù)已選定的電纜截面、長度來選擇開關、起動器容量及整定計算20</p><p>　　7 低壓保護裝置的選擇和整定22</p><p>　　7.1 低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則規(guī)定22</p><p&

16、gt;　　7.2 保護裝置的整定與校驗22</p><p>　　8 高壓配電箱的選擇和整定28</p><p>　　8.1 高壓配電箱的選擇原則28</p><p>　　8.2 高壓配電箱的選擇28</p><p>　　8.3 高壓配電箱的整定和靈敏度的校驗29</p><p>　　9 井下漏電保護裝置的選擇

17、31</p><p>　　9.1 井下漏電保護裝置的作用31</p><p>　　9.2 漏電保護裝置的選擇31</p><p>　　9.3 井下檢漏保護裝置的整定31</p><p>　　10 井下保護接地系統(tǒng)33</p><p><b>　　11結(jié)論35</b></p>

18、<p><b>　　致謝36</b></p><p><b>　　參考文獻37</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　在即將畢業(yè)之際，根據(jù)教學大綱安排，完成畢業(yè)論文及設計、做好畢業(yè)答辯工作，我到了**煤礦有限公司參加畢業(yè)實習。</p>&

19、lt;p>　　此次實習任務，除了對該煤礦作業(yè)過程及對礦井各設備的了解，還須收集礦井原始資料，并以其為依據(jù)，對礦井采區(qū)作供電系統(tǒng)的設計。</p><p>　　本設計分為三大部分，第一部分為原始資料，第二部分為設計過程，第三部分為參考資料，書中著重講述采區(qū)供電系統(tǒng)中各電氣設備的設計過程，如高壓配電箱、變壓器。電纜的選擇方法，并對其的整定及校驗，書中詳細敘述了電纜及設備的選擇原則，井下供電系統(tǒng)采取各種保護的重要性

20、，簡明易懂。</p><p>　　本設計方案符合《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦工業(yè)設計規(guī)范》，堅持從實際出發(fā)、聯(lián)系理論知識，在設計過程中，通過各方面的考慮，選用新型產(chǎn)品，應用新技術，滿足供電的可靠性、安全性、經(jīng)濟性及技術合理性。</p><p>　　通過設計，讓我了解了礦山的概況,了解了煤礦供電系統(tǒng)運行和供電設備管理情況和煤礦生產(chǎn)管理的基本知識，使自己具有一定的理論知識的同時，又具有較強的實際操

21、作能力及解決實際工程問題的能力，根據(jù)新采區(qū)的實際情況，在老師和單位技術員的指導下，并深入生產(chǎn)現(xiàn)場，查閱了有關設計資料、規(guī)程、規(guī)定、規(guī)范。聽取并收錄了現(xiàn)場許多技術員的意見及經(jīng)驗，對采區(qū)所需設備的型號及供電線路等進行設計計算。</p><p><b>　　計原始資料</b></p><p><b>　　1全礦概貌</b></p><

22、;p>　　1)、地質(zhì)儲量600萬噸；</p><p>　　2)、礦井生產(chǎn)能力：設計能力12萬t/年，實際數(shù)11萬t/年；</p><p>　　3)、年工作日：300天，日工作小時：14小時；</p><p>　　4)、礦井電壓等級及供電情況：該礦井供電電源進線采用雙回路電源電壓為35KV，變電所內(nèi)設有630KVA,10/6.3變壓器兩臺和400KVA，10/0

23、.4變壓器兩臺，承擔井下和地面低壓用電負荷。用兩條高壓電纜下井，電壓等級均為6KV，經(jīng)中央變電所供給采區(qū)變電所。</p><p><b>　　2 采區(qū)資料</b></p><p><b>　　(1)采區(qū)概況：</b></p><p>　　采區(qū)設計年產(chǎn)量6萬噸，水平標高從+830至+755，下山道兩條，一條軌道下山，一條人行

24、下山，傾角為25°；分4個區(qū)段開采，方式為炮采，區(qū)段高20-30m。整個采區(qū)現(xiàn)為一掘兩采。</p><p><b>　　(2)支護方法：</b></p><p>　　掘進點向上山，石門及全巖巷道，以錨噴為主，工作面采用木支護。</p><p>　　(3)煤炭運輸系統(tǒng)：</p><p>　　工作面落煤經(jīng)溜槽到1T

25、礦車，由電瓶車運至井底車場，再由絞車提到+830車場，最后由電機車拉到地面。</p><p><b>　　(4)采區(qū)通風：</b></p><p>　　新鮮風流由+730副斜井進風――+755運輸大巷――軌道上山――采區(qū)工作面――采區(qū)回風巷――人行上山――+825回風平峒――+875抽風機房。</p><p>　　(5)電壓等級及主要設備：&l

26、t;/p><p>　　井下中央變電所的配出電壓為6KV，采區(qū)主要用電設備采用660V電壓，煤電鉆和照明采用127V電壓，主要設備見采區(qū)負荷統(tǒng)計表。</p><p>　　1 采區(qū)變電所的變壓器選擇</p><p>　　1.1 采區(qū)負荷計算</p><p>　　根據(jù)巷道、生產(chǎn)機械的布置情況，查《煤礦井下供電設計指導書》和《礦井供電》，查找有關技術數(shù)據(jù)

27、，列出采區(qū)電氣設備技術特征如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 采區(qū)電氣設備技術特征</p><p>　　1.2 變壓器容量計算</p><p>　　1.+830水平絞車變電所變壓器容量：</p><p>　　ST1 =∑Pe1×Kx×Kc /cosφpj

28、 </p><p>　　=111.2×0.4×1/0.6</p><p>　　=74.13 KVA</p><p>　　式中：cosφpj ——加權平均功率因素，根據(jù)《煤礦井下供電設計指導》查傾斜炮采工作面，取cosφpj =0.6；</p><p>　　Kx——需要系數(shù)，參見《煤礦井下供電設計指導》取

29、Kx=0.4；</p><p>　　Kc——采區(qū)重合系數(shù)，供一個工作面時取1，供兩個工作面時取0.95，供三個工作面時取0.9，此處取1；</p><p>　　∑Pe1——+830絞車電動機與照明的額定容量之和；</p><p>　　∑Pe1＝110+1.2=111.2 kw</p><p>　　2.+830水平采區(qū)變電所變壓器容量:<

30、/p><p>　　ST2 =∑Pe2×Kx×Kc/cosφpj</p><p>　　=111.4×0.4×0.9/0.6</p><p>　　=66.84 KVA</p><p>　　式中：cosφpj ——加權平均功率因素，根據(jù)《煤礦井下供電設計指導》查傾斜炮 采工作面，取cosφpj =0.6；&

31、lt;/p><p>　　Kx　——需要系數(shù)，參見《煤礦井下供電設計指導》取Kx=0.4；</p><p>　　∑Pe2　——由+830水平采區(qū)變電所供電的+805、+775、+755水平的所有電動機額定容量之和；</p><p>　　∑Pe2＝4×6+11×2+1.2×2+16×3+4+11=111.4 kw</p>

32、<p>　　1.3 變壓器的型號、容量、臺數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)Ste>St原則，查《煤礦井下供電的三大保護細則》選型號為KS9-100/6/0.4 變壓器一臺，用于絞車與照明的供電，選型號為KS9-100/6/0.69變壓器一臺,用于三個工作面設備的供電。其技術特征如表1-2所示。</p><p>　　表1－2 變壓器技術數(shù)據(jù)</p>&

33、lt;p>　　2 采區(qū)變電所及工作面配電所位置的確定</p><p>　　2.1 采區(qū)變電所位置</p><p>　　根據(jù)采區(qū)變電所位置確定原則，采區(qū)變電所位置選擇要依靠低壓供電電壓，供電距離，采煤方法，采區(qū)巷道布置方式，采煤機械化程度和機械組容量大小等因素確定。</p><p>　　2.2 工作面配電點的位置</p><p>　　在工

34、作面附近巷道中設置控制開關和起動器，由這些裝置構(gòu)成的整體就是工作面配電點。它隨工作面的推進定期移動。</p><p>　　根據(jù)掘進配電點至掘進設備的電纜長度，設立：</p><p>　　P1配電點：含春第二變電所→人行上山→+825采區(qū)變電所→+830絞車峒室；</p><p>　　P2配電點：+825采區(qū)變電所→+805水平采區(qū)配電點；</p>&l

35、t;p>　　P3配電點：+825采區(qū)變電所→+775水平采區(qū)配電點；</p><p>　　P4配電點：+825采區(qū)變電所→+755水平運輸巷掘進配電點。</p><p>　　3 采區(qū)供電電纜的確定</p><p><b>　　3.1 擬定原則</b></p><p>　　采區(qū)供電電纜是根據(jù)采區(qū)機械設備配置圖擬定，應

36、符合安全、經(jīng)濟、操作靈活、系統(tǒng)簡單、保護完善、便于檢修等項要求。</p><p><b>　　原則如下：</b></p><p>　　保證供電可靠，力求減少使用開關、起動器、使用電纜的數(shù)量應最少。</p><p>　　原則上一臺起動器控制一臺設備。</p><p>　　采區(qū)變電所動力變壓器多于一臺時，應合理分配變壓器負荷

37、，通常一臺變壓器擔負一個工作面用電設備。</p><p>　　變壓器最好不并聯(lián)運行。</p><p>　　采煤機宜采用單獨電纜供電，工作面配電點到各用電設備宜采用輻射式供電上山及順槽輸送機宜采用干線式供電。</p><p>　　配電點起動器在三臺以下，一般不設配電點進線自動饋電開關。</p><p>　　工作面配電點最大容量電動機用的起動器應

38、靠近配電點進線，以減少起動器間連接電纜的截面。</p><p>　　供電系統(tǒng)盡量減少回頭供電。</p><p>　　低沼氣礦井、掘進工作面與回采工作面的電氣設備應分開供電，局部扇風機實行風電沼氣閉鎖，沼氣噴出區(qū)域、高壓沼氣礦井、煤與沼氣突出礦井中，所有掘進工作面的局扇機械裝設三專（專用變壓器、專用開關、專用線路）二閉鎖設施即風、電、沼氣閉鎖。</p><p>　　3

39、.2 按照采區(qū)供電系統(tǒng)的擬定原則確定供電系統(tǒng)圖</p><p>　　采區(qū)變電所供電系統(tǒng)擬定圖如附圖1所示。</p><p><b>　　附圖1</b></p><p>　　4采區(qū)低壓電纜的選擇</p><p>　　4.1 電纜長度的確定</p><p>　　根據(jù)采區(qū)平面布置圖和采區(qū)剖面圖可知：人行

40、上山傾角為25°。</p><p>　　以計算上山絞車的電纜長度為例：</p><p>　　從剖面圖可知+825采區(qū)變電所到+830水平上山絞車硐室的距離為50m。</p><p>　　考慮實際施工電纜垂度，取其長度為理論長度的1.05倍</p><p>　　則實際長度為：Ls=L×1.05=52.5 m，取55 m.&l

41、t;/p><p>　　同理 其他電纜長度亦可計算出來，如附圖1所示。</p><p>　　4.2 電纜型號的確定</p><p>　　礦用電纜型號應符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，所有井下低壓電纜勻采用MY型。</p><p>　　4.3 電纜選擇原則</p><p>　　1） 在正常工作時電纜芯線的實際溫升不得超過絕緣所允許的

42、溫升，否則電纜將因過熱而縮短其使用壽命或迅速損壞。橡套電纜允許溫升是65°，鎧裝電纜允許溫升是 80°，電纜芯線的時間溫升決定它所流過的負荷電流，因此，為保證電纜的正常運行，必須保證實際流過電纜的最大長時工作電流不得超過它所允許的負荷電流。</p><p>　　2） 正常運行時，電纜網(wǎng)路的實際電壓損失必須不大于網(wǎng)路所允許的電壓損失。為保證電動機的正常運行，其端電壓不得低于額定電壓的95%，

43、否則電動機等電氣設備將因電壓過低而燒毀。所以被選定的電纜必須保證其電壓損失不超過允許值。</p><p>　　3） 距離電源最遠，容量最大的電動機起動時，因起動電流過大而造成電壓損失也最大。因此，必須校驗大容量電動機起動大，是否能保證其他用電設備所必須的最低電壓。即進行起動條件校驗。</p><p>　　4） 電纜的機械強度應滿足要求，特別是對移動設備供電的電纜。采區(qū)常移動的橡套電纜支線的

44、截面選擇一般按機械強度要求的最小截面選取時即可，不必進行其他項目的校驗。對于干線電纜，則必須首先按允許電流及起動條件進行校驗。</p><p>　　5) 對于低壓電纜，由于低壓網(wǎng)路短路電流較小，按上述方法選擇的電纜截面的熱穩(wěn)定性均能滿足其要求，因此可不必再進行短路時的熱穩(wěn)定校驗。</p><p>　　4.4 低壓電纜截面的選擇</p><p>　　1.移動支線電纜截

45、面</p><p>　　采區(qū)常移動的電纜支線的截面選擇時考慮有足夠的機械強度,根據(jù)經(jīng)驗按《設煤礦井下供電設計指導》初選支線電纜截面即可.具體如附圖1所示。</p><p>　　2.干線電纜截面的選擇：</p><p>　　由于干線線路長,電流大,電壓損失是主要矛盾,所以干線電纜截面按電壓損失計算。</p><p>　　采區(qū)變電所供電擬定圖如附

46、圖1所示。</p><p>　　(1) +755水平巖巷掘進配電點</p><p>　　根據(jù)△UZ值的取值原則,選取配電點中線路最長,電動機額定功率最大的支線來計算。</p><p>　　1) .根據(jù)《煤礦井下供電設計指導》11KW耙斗裝巖機初選電纜為MY 3×16+1×6 100m,用負荷矩電壓損失計算支線電纜電壓損失：</p>

47、<p>　　△UZ% = Kf×∑Pe×LZ×K%</p><p>　　=1×11×100×10-3×0.333</p><p><b>　　=0.366</b></p><p>　　式中： △UZ%——支線電纜中電壓損失百分比；</p><

48、p>　　Kf——負荷系數(shù),取Kf=1；</p><p>　　∑Pe——電動機額定功率,KW；</p><p>　　LZ——支線電纜實際長度,KM；</p><p>　　K%——千瓦公里負荷電壓損失百分數(shù), 查《煤礦井下供電設計指導》取K%=0.333</p><p>　　UZ =△UZ%×Ue/100</p>&

49、lt;p>　　=0.366×660/100</p><p><b>　　=2.4 V</b></p><p>　　式中： △UZ——支線電纜中電壓損失,V；</p><p>　　2) .變壓器電壓損失為：</p><p>　　△UB% =β×(Ur%×cosφpj+Ux%×

50、sinφpj)</p><p>　　= 0.67×(1.45×0.6+3.73×0.8)</p><p><b>　　=2.58</b></p><p>　　式中：△UB%——變壓器電壓損失百分比；</p><p>　　β——變壓器的負荷系數(shù), β=Stj1/Se=66.84/100=0.6

51、7；</p><p>　　Se——變壓器額定容量,KVA；</p><p>　　Stj1——變壓器二次側(cè)實際負荷容量之和,KVA. Stj1=66.84 KVA；</p><p>　　Ur%——變壓器額定負荷時電阻壓降百分數(shù), 查表1-2,取Ur%=1.45；</p><p>　　Ux%——變壓器額定負荷時電抗壓降百分數(shù), 查表1-2,取Ux

52、%=3.73；</p><p>　　cosφpj——加權平均功率因數(shù), 查《煤礦井下供電設計指導》取cosφpj =0.6,</p><p>　　sinφpj=0.8；</p><p>　　△UB =△UB%×U2e/100=2.58×660/100=17.03 V</p><p>　　3) .干線電纜允許電壓損失為:&l

53、t;/p><p>　　△Ugy =△UY-△UZ-△UB</p><p>　　=63-2.4-17.03</p><p><b>　　=43.57 V</b></p><p>　　式中：△Ugy——干線電纜中允許電壓損失,V；</p><p>　　△UY——允許電壓損失,V, 查《煤礦井下供電設計指

54、導》Ue=660V時, △UY=63V；</p><p>　　△UZ——支線電纜中電壓損失,V；</p><p>　　△UB——變壓器中電壓損失,V；</p><p>　　4) .干線電纜截面確定</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×103/(Ue×r×△Ugy×η

55、pj)</p><p>　　=0.7×39×650×103/(660×42.5×43.57×0.85)</p><p><b>　　=17.1 mm2</b></p><p>　　式中：　Agy——干線電纜截面積, mm2；</p><p>　　Kx——需用系數(shù)

56、，取Kx=0.7；</p><p>　　∑Pe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,KW, ∑Pe=4×2+11+4+16=39 KW；</p><p>　　Lgy——干線電纜實際長度,m；</p><p>　　r——電纜導體芯線的電導率, m/(Ω·mm2)取r=42.5Ω·mm2；</p><p>　　△Ugy—

57、—干線電纜中最大允許電壓損失,V；</p><p>　　ηpj——加權平均效率,ηpj=（16×0.88+4×0.85+11×0.8+4×2×0.85）/39=0.85；</p><p>　　根據(jù)計算選擇干線電纜為MY 3×25 +1×10 650m</p><p>　　(2)+775水平采區(qū)配電

58、點的干線電纜：</p><p>　　1) .支線電纜電壓損失：</p><p>　　△UZ% = Kf×∑Pe×LZ×K%</p><p>　　=1×11×150×10-3×0.211</p><p><b>　　=0.35</b></p>

59、<p>　　式中：K%——查《煤礦井下供電設計指導》取K%=0.211</p><p>　　△UZ =△UZ%×Ue/100</p><p>　　=0.35×660/100</p><p><b>　　=2.31 V</b></p><p>　　2) .干線電纜允許電壓損失為：<

60、/p><p>　　△Ugy =△UY-△UZ-△UB</p><p>　　=63-2.31-17.03</p><p><b>　　=43.66 V</b></p><p>　　3) .干線電纜截面確定：</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×103/

61、(Ue×r×△Ugy×ηpj)</p><p>　　=0.7×36.2×600×103/(660×42.5×43.66×0.87)</p><p><b>　　=14.3 mm2</b></p><p>　　式中：∑Pe——干線電纜所帶負荷額定功率之和,K

62、W, ∑Pe=4×2+11+1.2+16=36.2 KW；</p><p>　　ηpj ——加權平均效率，ηpj=(4×2×0.85+11×0.885+1.2×0.795+16×0.88)/36.2=0.87</p><p>　　根據(jù)計算選擇干線電纜為MY 3×25+1×10 600m</p>&

63、lt;p>　　(3) +805水平采區(qū)配電點的干線電纜：</p><p>　　由于+805水平與+775水平的設備完全相同，故兩者的干線電纜允許電壓損失相同，均為43.66 V.</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×103/(Ue×r×△Ugy×ηpj)</p><p>　　=0.

64、7×36.2×520×103/(660×42.5×43.66×0.87)</p><p><b>　　=12.4 mm2</b></p><p>　　根據(jù)計算選擇干線電纜為MY 3×25+1×10 520m</p><p>　　(4) +830絞車房供電計算圖如圖4

65、-1所示。</p><p>　　圖 4-1 +830絞車房供電計算圖</p><p>　　向110KW絞車供電的電纜截面的選擇：</p><p>　　根據(jù)所選用KS9-100/6 型變壓器, 查得, Ur%=1.45,Ux%=3.73；</p><p>　　變壓器的電壓損失為：</p><p>　　△UT%=(ST/S

66、e)×(Ur%×cosφpj+Ux%×sinφpj)</p><p>　　=(74.13/100)×(1.45×0.6+3.73×0.8)</p><p><b>　　=2.86</b></p><p>　　△UT =△UT%×U2e/100</p><p

67、>　　=2.86×400/100</p><p><b>　　=11.44 V</b></p><p>　　絞車支線電纜允許電壓損失：</p><p>　　Ugy=△UY-△UB=39-11.44=27.56 V</p><p>　　式中：△UY —— 允許電壓損失，V,查《煤礦井下供電設計指導》Ue=3

68、80V時△UY =39 V.</p><p>　　絞車支線電纜截面確定：</p><p>　　Agy = Kx×∑Pe×Lgy×103/(Ue×r×△Ugy×ηpj)</p><p>　　=0.7×110×55×103/(380×42.5×27.56

69、5;0.8)</p><p><b>　　=11.9 mm2</b></p><p>　　根據(jù)計算選用MY 3×50+1×16 55m 型電纜.</p><p>　　4.5采區(qū)電纜熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　按起動條件校驗電纜截面：</p><p>　　11KW回柱絞車是較

70、大負荷起動，也是采區(qū)中容量最大、供電距離較遠的用電設備，選擇的電纜截面需要按起動條件進行校驗。</p><p>　　1) 電動機最小起動電壓：</p><p>　　UQmin= )×Ue </p><p><b>　　= ×660</b></p><p><b>　　=457.26V

71、</b></p><p>　　式中: Ue ——電動機額定電壓,V；</p><p>　　KQ ——電動機最小允許起動轉(zhuǎn)矩MQmin 與額定轉(zhuǎn)矩Me之比值. 查《煤礦井下供電設計指導》取KQ=1.2；</p><p>　　aQ——電動機額定電壓下的起動轉(zhuǎn)矩MeQ與額定轉(zhuǎn)矩Me之比值,由電動機技術數(shù)據(jù)表查得,礦用隔爆電動機aQ= 2.5。</p&g

72、t;<p>　　2) . 起動時工作機械支路電纜中的電壓損失：</p><p>　　△UZQ=（×IQ×LZ×cosφQ×103）/（r×AZ）</p><p>　　=（×60.3×0.15×0.55×103）/(42.5×25)</p><p><

73、;b>　　=8.11 V</b></p><p>　　式中: cosφQ——電動機起動時的功率因數(shù)，估取cosφ=0.55,sinφ=0.84；</p><p>　　r ——支線電纜芯線導體的電導率,m/(Ω·mm2)；</p><p>　　AZ　——支線電纜的芯線截面, mm2；</p><p>　　LZ——

74、支線電纜實際長度.KM；</p><p>　　IQ——電動機實際起動電流,A；</p><p>　　IQ=IeQ×UQmin/Ue=87×457.26/660=60.3A；</p><p>　　式中: IeQ ——電動機在額定電壓下的起動電流,A；</p><p>　　UQmin ——電動機最小起動電壓,V;　</

75、p><p>　　Ue ——電動機額定電壓,V；</p><p>　　3)、 起動時干線電纜中的電壓損失：</p><p>　　△UgQ=（×IgQ×Lg×cosφgQ×103）/（r×Ag）</p><p>　　=(×102.7×0.6×0.57×103)/

76、(42.5×25)</p><p><b>　　=57.3 V</b></p><p>　　式中: r ——干線電纜芯線導體的電導率,m/(Ω·mm2)；</p><p>　　Lg ——干線電纜實際長度,Km；</p><p>　　Ag——干線電纜的芯線截面, mm2；</p><

77、;p>　　cosφgQ——干線電纜在起動條件下的功率因數(shù),</p><p>　　cosφgQ =(IQ×cosφQ+∑Ii×cosφpj)/IgQ</p><p>　　=(60.3×0.55+42.2×0.6)/102.7</p><p><b>　　=0.57</b></p><

78、;p>　　IgQ——干線電纜中實際實際起動電流,A；</p><p>　　IgQ= =</p><p><b>　　=102.7 A</b></p><p>　　中: ∑Ii——其余電動機正常工作電流，A；</p><p>　　∑Ii =∑Pe/（×Ue×ηpj×

79、;cosφpj）</p><p>　　=（25.2×103）/(×660×0.87×0.6)</p><p><b>　　=42.2 A</b></p><p>　　4) . 起動時變壓器的電壓損失：</p><p>　　△UBQ% = (IBQ/IBe)×( Ur% &

80、#215;cosφBQ+Ux%×sinφBQ )</p><p>　　=(102.7/113)×(1.45×0.57+3.73×0.82)</p><p><b>　　=3.53</b></p><p>　　△UBQ =△UBQ%×UBe/100</p><p>　　=

81、690×3.53/100</p><p><b>　　=24.36 V</b></p><p>　　式中: IBQ——起動時變壓器的負荷電流,A；</p><p>　　IBe ——變壓器負荷額定電流,A；</p><p>　　UBe——變壓器負荷側(cè)額定電壓,V；</p><p>　　co

82、sφBQ——起動時變壓器負荷功率因數(shù)；</p><p>　　5) . 起動狀態(tài)下供電系統(tǒng)中總的電壓損失：</p><p>　　∑△UQ =△UZQ + △UgQ + △UBQ</p><p>　　=8.11+57.3+24.36</p><p><b>　　=89.77 V</b></p><p&g

83、t;<b>　　6) .檢驗條件：</b></p><p>　　U2e-∑△UQ =690-89.77=600.23V>457.26V</p><p>　　又因為600.23V相對于額定電壓的百分數(shù)為600.23/660×100%=90.9%，超過磁力起動器吸合線圈要求的電壓。所以檢驗結(jié)果可以認為選用25mm2的橡套電纜滿足了起動條件。</p&g

84、t;<p>　　5 采區(qū)高壓電纜的選擇</p><p><b>　　5.1 選擇原則</b></p><p>　　1、按經(jīng)濟電流密度計算選定電纜截面，對于輸送容量較大，年最大負荷利用的小時數(shù)較高的高壓電纜尤其應按經(jīng)濟電流密度對其截面進行計算。</p><p>　　2、按最大持續(xù)負荷電流校驗電纜截面，如果向單臺設備供電時，則可按設備

85、的額定電流校驗電纜截面。</p><p>　　3、按系統(tǒng)最大運行方式時發(fā)生的三相短路電流校驗電纜的熱穩(wěn)定性，一般在電纜首端選定短路點。井下主變電所饋出線的最小截面，如果采用的鋁芯電纜時，應該不小于50mm2 。</p><p>　　4、按正常負荷及有一條井下電纜發(fā)生故障時，分別校驗電纜的電纜的電壓損失。</p><p>　　5、固定敷設的高壓電纜型號按以下原則確定：

86、</p><p>　　1)在立井井筒或傾角45°及其以上的井筒內(nèi)，應采用鋼絲鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼絲鎧裝交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜，鋼絲鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼絲鎧裝鉛包紙絕緣電纜。</p><p>　　2)在水平巷道或傾角45°以下的井巷內(nèi)，采用鋼帶鎧裝不滴流鉛包紙絕緣電纜，鋼帶鎧裝聚氯乙稀絕緣電纜或鋼帶鎧裝鉛包紙絕緣電纜。</p><p>　　

87、3)在進風斜井，井底車場及其附近，主變電所至采區(qū)變電所之間的電纜，可以采用鉛芯電纜，其它地點必須采用銅芯電纜。</p><p>　　6、移動變電站應采用監(jiān)視型屏蔽橡膠電纜。</p><p><b>　　5.2 選擇步驟</b></p><p>　　1、按經(jīng)濟電流密度選擇電纜截面:</p><p><b>　　A

88、1=In/nJ</b></p><p>　　=7.2/1×2.25</p><p><b>　　=3.2 mm2</b></p><p>　　式中： A——電纜的計算截面, mm2；</p><p>　　In——電纜中正常負荷時持續(xù)電流，In=SB1/(×Ue) =74.13/( 

89、15;6) =7.2A；</p><p>　　n——同時工作的電纜根數(shù)，n=1；</p><p>　　J——經(jīng)濟電流密度，A/mm2,見《煤礦井下供電設計指導》，銅芯電纜取J=2.25 A/mm2；</p><p><b>　　A2 =In/nJ</b></p><p>　　=6.43/1×2.25</p

90、><p><b>　　=2.86 mm2</b></p><p>　　式中：In——電纜中正常負荷時持續(xù)電流，In=SB2/(×Ue) =66.84/( ×6) =6.43 A；</p><p>　　由《煤礦井下供電設計指導》查取電纜型號為：MYJV22-6000 3×35 1000m</p><

91、p><b>　　2、校驗方法：</b></p><p>　　（1）、按持續(xù)允許電流校驗電纜截面： </p><p>　　KIP=(60.345へ180.9)A＞Ia=7.2A</p><p>　　式中： IP——環(huán)境溫度為25度時電纜允許載流量,A,由《煤礦井下供電設計指導》查取IP=135；</p><p>　　

92、K——環(huán)境溫度不同時載流量的校正系數(shù),由《煤礦井下供電設計指導》查取：</p><p>　　0.447≤K≤1.34；</p><p>　　Ia——持續(xù)工作電流, Ia= SB1/(×Ue) =74.13/(×6) =7.2A ；</p><p>　　KIp =(60.345へ180.9)A＞Ia,符合要求。</p><p&g

93、t;　?。?）電纜短路時的熱穩(wěn)定條件檢驗電纜截面,取短路點在電纜首端,取井下主變電所容量為50MVA,則</p><p>　　Id（3） = Sd/(×Up) </p><p>　　=(50×103)/( ×6.3) </p><p><b>　　=4582.1 A</b></p><p&

94、gt;　　Amin = (Id（3）×)/C</p><p>　　=(4582.1×)/159</p><p>　　=14.41mm2<A1=35 mm2</p><p><b>　　∴ 符合要求。</b></p><p>　　式中： Amin——電纜最小截面, mm2；</p>

95、;<p>　　Id（3）——主變電所母線最大運行方式時的短路電流,A；</p><p>　　tj——短路電流作用假想時間,S；對井下開關取0.25S；</p><p>　　C ——熱穩(wěn)定系數(shù), 由《煤礦井下供電設計指導》查取C=159；</p><p>　　(3)、按電壓損失校驗電纜截面：</p><p>　　△U% =KPL/

96、1000</p><p>　　=1.836×111.2×1/1000 </p><p>　　=0.2%<7% 故滿足要求。</p><p>　　式中： △U%——電纜電纜中電壓損失的百分數(shù)；</p><p>　　K——兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失百分數(shù), 由《煤礦井下供電設計指導》查取6KV銅芯電

97、纜兆瓦公里負荷矩電纜中電壓損失K=1.836；</p><p>　　P——電纜輸送的有功功率； 7%——允許電壓損失百分數(shù)；</p><p>　　因此所選MYJV22-6000 3×35 的高壓電纜符合要求。</p><p>　　6 采區(qū)低壓控制電器的選擇</p><p>　　6.1 電器選擇按照下列一般原則進行&l

98、t;/p><p>　　1）按環(huán)境要求，采區(qū)一律選用隔爆型或隔爆兼本質(zhì)安全型電器。</p><p>　　2）按電器額定參數(shù)選擇</p><p>　　(1) 低壓控制電器的額定電流要大于或等于用電設備的持續(xù)工作電流，其額定電壓也應與電網(wǎng)的額定電壓相符合。</p><p>　　(2) 控制電器的分斷能力，電流應不小于通過它的最大三相短路電流。</

99、p><p>　　3）工作機械對控制的要求選擇</p><p>　　(1) 工作線路總開關和分路開關一般選用自動饋電開關，如新系列的KBZ型自動饋電開關。</p><p>　　(2) 不需要遠方控制或經(jīng)常起動的設備，如照明變壓器，一般選用手動起動器，如QJC型等。</p><p>　　(3) 需要遠方控制，程控或頻繁起動的機械，如采煤機、裝巖機、輸

100、送機等一般選用QJC系列，DQBH型磁力起動器或新系列隔爆型磁力起動器等。</p><p>　　(4) 需要經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)控制的機械，如回柱絞車、調(diào)度絞車等，一般選用QC83－80N型或新系列可逆磁力起動器等。</p><p>　　4) 開關電器的保護裝置，要適應電網(wǎng)和工作機械的保護要求：</p><p>　　變壓器二次的總開關要有過電流和漏電保護。</p&g

101、t;<p>　　變電所內(nèi)各分路的配出開關及各配電點的進線開關要有過電流保護。</p><p>　　大型采掘機械，如采煤機組、掘進機組等需要短路保護、過負荷保護，有條件的增設漏電閉鎖保護。</p><p>　　一般小型機械，如電鉆、局扇、回柱絞車及小功率輸送機等需要有短路保護和斷相保護。</p><p>　　5)開關電器接線口的數(shù)目要滿足回路和控制回路接

102、線的要求，其內(nèi)徑應與電纜外徑相適應。</p><p>　　6.2 據(jù)已選定的電纜截面、長度來選擇開關、起動器容量及整定計算</p><p>　　1、計算開關的工作電流Ig（以110KW的上山絞車的控制開關為例） Ig ＝（Kf×Pe×103）/（×Ue×cosφe×ηe）</p><

103、;p>　?。剑?.8×110×103）/（×660×0.86×0.93）</p><p><b>　?。?67.17A</b></p><p>　　其余開關的工作電流如表6－1所示。</p><p>　　2、開關的選擇結(jié)果：</p><p>　　根據(jù)Ig、Ue，查《

104、煤礦電工手冊礦井供電 下》選110KW上山絞車的控制開關選KBZ－200饋電開關一臺。</p><p>　　11KW的裝巖機控制開關的選擇：</p><p>　　Ig＝（Kf×Pe×103）/（×Ue×cosφe×ηe） </p><p>　?。剑?.8×11×103）/（×660

105、15;0.75×0.80）</p><p><b>　　=12.83 A</b></p><p>　　根據(jù)Ig、Ue，查《煤礦電工手冊礦井供電 下》選QJC-60型磁力起動器一臺。</p><p>　　1.2KW煤電鉆控制開關的選擇：</p><p>　　S =Pe/cosφe</p><p

106、><b>　　=1.2/0.79</b></p><p><b>　　=1.52KVA</b></p><p>　　根據(jù)S<Se，選擇BBM1-4.0型綜保一臺，其余開關選擇如表6－1所示。</p><p>　　表6-1 供電系統(tǒng)中各開關的選擇和整定值表</p><p>　　7 低壓保護

107、裝置的選擇和整定</p><p>　　7.1 低壓電網(wǎng)短路保護裝置整定細則規(guī)定</p><p>　　饋出線的電源端均需加裝短路保護裝置，使用饋電自動開關時，采用過電流繼電器；使用手動開關時，采用熔斷器，使用磁力起動器時，此阿用限流熱繼電器或熔斷器，對這些保護裝置的選擇與整定要求如下：</p><p>　　1、選擇性好：保護裝置動作時，保證切除故障部分的電路，其他部分

108、仍能正確工作。</p><p>　　2、動作可靠：電動機起動或正常運轉(zhuǎn)時，保護裝置不能誤動作。當電動機或線路發(fā)生短路時，保護裝置可靠動作。</p><p>　　3、動作迅速：保護范圍內(nèi)發(fā)生短路時，保護裝置迅速動作，切斷被保護的電路，防止事故蔓延，減少故障電流對設備的破壞。</p><p>　　4、動作靈敏：在保護范圍內(nèi)發(fā)生最小兩相短路時，保護裝置可靠動作。</

109、p><p>　　7.2 保護裝置的整定與校驗</p><p>　　⒈過流繼電器的整定原則：過電流保護裝置的動作電流應按最大工作電流整定，在最遠點發(fā)生兩相短路時保護裝置應有足夠的靈敏度。</p><p>　　⒉熔斷器熔體額定電流選擇的原則是：流過熔體的電流為正常工作電流及尖峰工作電流（電動機的起動電流）時，熔體不熔斷；而通過短路電流時，即使是最小的兩相短路電流也要及時熔斷

110、。</p><p><b>　　3保護裝置的整定</b></p><p>　?、拧⒁?＃饋電開關（KBZ-350）的整定為例：</p><p><b>　　熔斷整定：</b></p><p>　　IN。F =IeQ+∑Ie</p><p>　　=75.9+1.15×

111、(4×6+11×2+16×3+1.2×2+4)</p><p>　　=191.36 A 整定為200A</p><p>　　式中：IQe——被保護干線中最大一臺電動機的額定起動電流IQe =6Ie=6×12.65=75.9A；</p><p>　　Ie——電動機的額定電流Ie=1.15 Pe=1.15×11

112、=12.65A；</p><p>　　∑Ie——其余電動機的額定電流之和，A；</p><p>　?、?、以16＃裝巖機開關（QBZ-40）的整定為例：</p><p>　　① 熔斷整定：I2=6 Ie/2=6×11×1.15/2=37.95A 取I2=40A；</p><p>　?、?熱繼電器的整定：Ir=Ie=1.15

113、×Pe=1.15×11=12.65A 取Ir=15A；</p><p>　?、?、以13＃煤電鉆綜保熔體額定電流的整定為例：</p><p>　　IN。F =（1.2～1.4）×[IQe /（1.8～2.5）+∑Ie]/KB</p><p>　　=1.2×[(6×1.15×1.2/2)+1.2]/4.96

114、</p><p>　　=1.23 A 整定為15A</p><p>　　式中：KB----變壓比；</p><p>　　其它開關整定情況如表6-1所示。</p><p><b>　　4按短路電流校驗：</b></p><p>　　進行兩相短路電流計算時,要考慮系統(tǒng)電抗和高壓電纜電抗。</p

115、><p><b>　?、?、系統(tǒng)電抗：</b></p><p><b>　　每相系統(tǒng)電抗為:</b></p><p>　　XS =UZe2/Sd</p><p><b>　　=0.692/50</b></p><p><b>　　=0.0095Ω&l

116、t;/b></p><p>　　式中： XS——折合至變壓器二次側(cè)的系統(tǒng)電抗, Ω/相；</p><p>　　UZe2——變壓器二次側(cè)額定電壓,KV；</p><p>　　Sd——電源一次側(cè)母線上的短路容量,MVA, Sd=50 MVA；</p><p>　　(2) 高壓電纜的阻抗值：</p><p>　　MYJ

117、V22-6000 3×35 1000m 查《煤礦井下供電設計指導》折算到690V每公里0.0076Ω/相</p><p><b>　　R = R0×L</b></p><p><b>　　=0.0076×1</b></p><p><b>　　=0.0076Ω</b>&l

118、t;/p><p>　　X =X0×L/K2</p><p>　　=0.08×1/9.12</p><p><b>　　=0.0014Ω</b></p><p>　　式中： R——高壓電纜每相電阻, Ω；</p><p>　　X——高壓電纜每相電抗, Ω；</p>&l

119、t;p>　　R0——高壓電纜每相每公里電阻, Ω，此處已折算至690V時的阻抗；</p><p>　　X0——高壓電纜每相每公里電抗, Ω.6~10KV三芯電纜的電抗平均值為： </p><p>　　X0=0.08Ω/ Km</p><p>　　L——高壓電纜長度,Km；</p><p>　　K=U1/U2——變壓比,即變壓器一次側(cè)線路

120、的平均電壓U1對二次側(cè)線路的平均電壓U2的比值,查《煤礦井下供電設計指導》K=9.1；</p><p>　　(3) 變壓器電阻及電抗值:</p><p>　　查表1-2變壓器技術數(shù)據(jù)可得RB=0.0690Ω,XB=0.1775Ω。</p><p>　　(4) 短路電流計算</p><p>　　以Z10點為例,查《工礦企業(yè)供電設計指導書》干線電

121、纜MY 3×25+1×10 650m的阻抗和電抗：</p><p>　　R0 =0.794Ω/Km， X0=0.088Ω/Km </p><p>　　R= R0×L=0.794×0.65=0.5161Ω</p><p>　　X= X0×L=0.088×0.65=0.0572Ω</p><

122、;p>　　支線電纜MY 3×16+1×6 100m 的R0=1.25Ω， X0=0.090Ω</p><p>　　R= R0×L=1.25×0.1=0.125Ω</p><p>　　X= X0×L=0.090×0.1=0.009Ω</p><p>　　計算Z10一相總電阻和總電抗值：</p>

123、;<p>　　∑R= 0.0076+0.069+0.5161+0.125=0.7177Ω</p><p>　　∑X= 0.0095+0.0014+0.1775+0.0572+0.009=0.2546Ω</p><p><b>　　短路電流為：</b></p><p>　　Id(2) =Ue/[2×]</p>

124、;<p><b>　　=690/[2×]</b></p><p><b>　　=453.04 A</b></p><p><b>　　靈敏度校驗：</b></p><p>　　Km =Id(2)/Idz′</p><p>　　=453.04/40<

125、/p><p>　　=11.33>7 ， 符合要求。</p><p>　　式中：Id(2) ——被保護線路末端最小兩相短路電流，A；</p><p>　　7——靈敏度系數(shù)，可參考《工礦企業(yè)供電設計指導書》</p><p>　　Idz′——所選熔體的額定電流，A。</p><p>　　其余各開關短路點、短路電流及靈敏度

126、校驗，如附圖2和表7-1所示。</p><p><b>　　附圖2</b></p><p>　　表7-1 供電系統(tǒng)中各點短路電流值及靈敏度校驗表</p><p>　　8 高壓配電箱的選擇和整定</p><p>　　8.1 高壓配電箱的選擇原則</p><p>　　1、配電裝置的額定電壓應符合井下高

127、壓網(wǎng)絡的額定電壓等級。</p><p>　　2、配電裝置的額定開斷電流應不小于其母線上的三相短路電流。</p><p>　　3、配電裝置的額定電流應不小于所控設備的額定電流。</p><p>　　4、動作穩(wěn)定性應滿足母線上最大三相短路電流的要求。</p><p>　　8.2 高壓配電箱的選擇</p><p>　　1、T

128、1負荷長期工作電流：</p><p>　　In=Sn/(×Ue)</p><p>　　=74.13/(×6)</p><p><b>　　=7.13 A</b></p><p>　　Use≥Ux=6kv</p><p>　　∴ Ise>Ig=7.13A<

129、/p><p>　　Sse≥Sd(3)=50MVA</p><p>　　式中： Sn——受控制負荷的計算容量，KVA</p><p>　　Ue——電網(wǎng)額定電壓，KV</p><p>　　Use——高壓開關額定電壓，KV</p><p>　　Ise——高壓開關額定電流，KA</p><p>　　Sse